《可注射生物水凝膠的電活性在心梗治療中的作用研究》是依託中山大學，由王琴梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可注射生物水凝膠的電活性在心梗治療中的作用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王琴梅
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
因心肌無再生功能，其內在修復機製作用有限，迄今尚無有效措施逆轉心梗後發生的心室重構及功能障礙、並最終發展成死亡率極高的心衰進程。在梗死區注入水凝膠，可適當減弱左室重構及功能障礙，但遠未達到治療要求。研製能為心肌生長修復提供適宜微環境的水凝膠成為提高療效的關鍵。電學因素是心肌所處局部微環境之一。電活性高分子生物相容性好，能傳遞電信號、促進電刺激回響細胞(如心肌細胞)的遷移、粘附、分化和增殖。我們構想，將電活性引入水凝膠，模擬心肌所處的電學微環境，應更能促進梗塞區心肌生長修復。我們在成功合成水溶的電活性苯胺四聚體修飾的多醛基海藻酸鈉的基礎上，擬以其為交聯劑，交聯明膠形成電活性水凝膠，將此水凝膠注入梗死心肌，研究電學因素對梗死區細胞長入、心肌修復、左室重構、心功能改善的作用及機制，為生物材料的電學因素在心肌修復中的作用提供理論依據和實踐經驗，為心梗治療和心衰預防提供一種安全高效的微注射仿生材料。
結題摘要
本項目的目的是研製能為心梗後心肌生長修復提供適宜微環境的電活性水凝膠，以適當減緩心梗後的心室重構及功能障礙，改善心功能，並探索其促進梗塞區心肌生長修復的能力及作用機制。在項目基金的支持下，通過3年努力，我們按計畫完成了工作，並取得了以下成果。首先製備電活性苯胺四聚體（TA）修飾的多醛基海藻酸鈉（MASA-TA），再以MASA-TA和多醛基海藻酸鈉（MASA）為混合交聯劑，交聯明膠形成了電活性水凝膠（記為eGel-n，其中n代表TA在水凝膠中的百分質量含量）。隨後研究了eGel體內外的降解性能、電活性、生物相容性及對細胞生物學行為的影響等。最後將eGel注入大鼠梗死心肌，通過超聲心動圖、血流動力學和組織病理學等研究了其對心肌修復、心功能改善的作用。結果表明，調節MASA的氧化程度、水凝膠中三種成分的配比可在一定範圍內調節其降解速率、電活性、凝膠化時間等物理化學性能；細胞毒性實驗、雞胚及大鼠體內植入實驗表明eGel具有良好的生物相容性；與eGel-0相比，eGel-2.25、eGel-7.19能更好促進細胞的粘附、遷移、增殖和生長；eGel-2.25對梗死心肌修復、心功能改善作用最佳，優於eGel-7.19，更高於生理鹽水組。通過以上實驗，我們認為eGel可能通過（i）為梗塞區提供結構支持、支撐左心室壁、增加疤痕厚度來穩定疤痕、減弱負性重塑，（ii）促進各種相關細胞的粘附、長入和生長等來改善心功能、修復心肌，預示該水凝膠在心梗後心肌的修復中具有潛在套用前景。 此外，通過基因治療在心梗區持續製造生長因子微環境，快速重建心梗區血運，也利於恢復缺血心肌功能。基於此，我們研製了一種高效低毒的脂多糖胺納米囊泡載體遞送血管內皮細胞生長因子基因，結果該基因遞送體系在MSCs中獲得了超過95%的基因轉染效率，且能顯著促進斑馬魚血管生成。進一步將電活性水凝膠和該體系共混後注入大鼠缺血下肢，預實驗結果表明其能促進大鼠下肢血管生成。未來擬深入進行體內外實驗，探索基因增強的電活性水凝膠在心梗治療中的套用。 上述工作產生了如下智慧財產權成果：發表6篇研究論文（4篇SCI收錄，2篇核心期刊）、另有2篇擬投稿，申請並獲授權1項國家發明專利，在國際學術大會報告論文1篇（詳見“已取得的成果”部分）。
